JP2000216850A - 同期制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基準局の同期バーストの異常又は電源瞬断が生
じた場合でも復旧が迅速である基準局と一般局間の同期
制御方式を提供する。 【解決手段】基準局１０と複数の一般局２０とを有する
同期制御方式である。基準局１０は、基準局同期バース
ト発生回路１２、バースト監視回路１５、電源瞬断検出
回路１４及び送信停止回路１３を含んでいる。異常が検
出されると、基準局バーストの送信を送信停止回路１３
で停止する。一般局２０では、バースト断を断検出回路
２１で検出すると、正常時の制御タイミングを保持し、
通信を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は同期制御方式、特に
ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ＝時分割多元接続方式）通信方式の
同期制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ通信方式は、複数の局が同一周
波数を時分割で共有し、各局が割り当てられた時間帯で
のみ信号を送出する方式である。各バースト信号が、無
線回線上で重ならないようにシステム的なタイミングの
制御が必要である。この為に、各局は、時間基準として
基準局が送出する基準局同期信号を受信し、基準局まで
の距離差を考慮した送信タイミングの制御を行い、安定
に送信同期を維持する必要がある。この為のタイミング
制御方式としては、基準局が各一般局を集中管理し、各
一般局は、基準局の指示に従うフィードバックループに
よる制御を行うのが一般的である。

【０００３】従来、電源瞬断等に対するこの種の制御方
式は、例えば特開平５−３３６０２１号公報の「ＴＤＭ
Ａ通信同期制御回路」や特開平４−６５９２６号公報の
「衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置」等に開示されている。
即ち、電源瞬断復帰後の同期確立や運行状態の迅速な復
旧を意図している。これら従来技術につき、以下に簡単
に説明する。

【０００４】図４は、上述した従来技術のうち前者の公
報に開示される「ＴＤＭＡ通信同期制御回路」のブロッ
ク図である。この同期制御回路は、受信電界レベル信号
が入力される狭帯域フィルタ１００及びＡ／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換機１０９、遅延回路１０１、ビット
同期回路１０２、受信信号が入力される復調部１０３、
信号識別部１０４、基準クロック発生部１０５、更に信
号識別部１０４、基準クロック発生部１０５、ビット同
期回路１０２及びＡ／Ｄ変換器１０９に接続される制御
部１０６、電源を受けて制御部１０６に接続される瞬断
検出回路１０７、１０８を有する。

【０００５】基準局とデータ送受信を行う一般局におい
て、受信電界レベル信号は、狭帯域フィルタ１００で帯
域制限されて、遅延回路１０１に入力される。ビット同
期回路１０２は、受信信号から抽出したクロック成分を
基準クロック発生部１０５からの基準クロックＢで位相
修正して再生クロックＣを信号識別部１０４に出力す
る。

【０００６】また、受信信号は、復調部１０３で復調信
号Ｄに復調され、信号識別部１０４で再生クロックＣに
より再生データＥとして制御部１０６に入力される。制
御部１０６は、瞬断時間を計測する第１瞬断検出回路１
０７と、これで設定した時間より長い瞬断時間を計測す
る第２瞬断検出回路１０８とにより断状態を判断する。
瞬断中は同期回路１０２に位相修正を中止させるフリー
ズ／制御信号Ａを制御部１０６がビット同期回路１０２
へ送出する。

【０００７】次に、図４に示す制御回路の動作について
説明する。第１瞬断検出回路１０７には、同期確立状態
からフリーランさせたときにビット同期が外れる時点ま
での時間幅を設定し、第２瞬断検出回路１０８には制御
部１０６に内蔵されたＲＡＭの記憶内容が電源断状態で
もメモリバックアップ可能な時間幅と等しく設定してお
く。電源の瞬断が生じた場合、制御部１０６の同期確立
を維持する部分とビット同期回路１０２及び基準クロッ
ク発生部１０５は、電池によってバックアップされる。
更に、このとき、制御部１０６はビット同期回路１０２
を基準クロック発生部１０５の自走クロックで動作させ
るためにフリーラン制御信号Ａを出力する。

【０００８】そして、この電源の瞬断が復帰すると、各
瞬断検出回路１０７、１０８は、計測結果を制御部１０
６に報知する。制御部１０６は、瞬断時間により以下の
ような処理を行う。瞬断時間が第１瞬断検出回路１０７
の設定時間より短い場合には、ビット同期回路１０２に
制御信号Ａの出力を停止してフリーラン動作を中止さ
せ、再度ビット同期動作を開始させる。つまり、短時間
の瞬断の場合には、瞬断直前のフレーム同期タイミング
を保持しておき、ビット同期のみを確立する。

【０００９】また、瞬断時間が第１瞬断検出回路１０７
の設定時間より長いが、第２瞬断検出回路１０８の設定
時間より短い場合は、同期外れとして、再びフレーム同
期を取り始めると共に、ビット同期を行う。更に、第２
瞬断検出回路１０８の設定時間より長い場合は、完全に
電源断と判断して電源投入後の初期設定動作から始め
る。

【００１０】次に、図５は、特開平０４−０６５９２６
号公報の「衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置」のブロック図
である。入力電源の瞬断の発生及び復旧を検出する電源
検出手段２００、ＴＤＭＡ運用に必要なプランデータを
記憶するＡ記憶手段２０２、プランデータや運用状態デ
ータをバックアップするＢ記憶手段２０３、ＴＤＭＡの
運用状態を監視する運用監視手段２０４、電源復旧時に
読み出された運用状態データより瞬断前の運用状態に復
帰させる運用状態制御手段２０５と、必要に応じてこれ
らへ書き込み、読み出しする書き込み／読み出し制御手
段２０１から構成される。

【００１１】この動作について説明する。電源検出手段
２００は、電源の瞬断を検出すると、電源断検出信号を
書き込み／読み出し制御手段２０１へ出力する。書き込
み／読み出し制御手段２０１は、Ａ記憶手段２０２から
読み出したプランデータと、運用監視手段２０４で監視
する運用状態データをバッテリバックアップ付きのメモ
リを有するＢ記憶手段２０３に転送してバックアップす
る。電源検出手段２００の電源復旧検出信号により、書
き込み／読み出し制御手段２０１はＢ記憶手段２０３で
バックアップしているプランデータをＡ記憶手段２０２
に、運用状態データを運用状態制御手段２０５に転送す
ることにより、電源断以前の運用状態へ自動的に復帰で
きる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、無線通信に
おけるフェージング等や、衛星通信での降雨減衰等、電
源瞬断以外にも無線回線での同期制御の瞬断が生じる。
回線品質の面で、これらへの対策も必要であり、上述の
従来方式では次のような問題が生じる。

【００１３】第１の問題点は、基準局で電源瞬断が生じ
るとシステム全断になるということである。特にシステ
ム収容局数が多い場合、再接続による同期確立及び運用
復旧に時間がかかるという欠点がある。その理由は、従
来技術（１）は一般局についての電源瞬断の保護であ
り、基準局断での制御を対象としていない。つまり、基
準局で瞬断が起こると復帰時にリセット状態となり、基
準局同期信号を任意のタイミングで送出するので、各一
般局は受信同期を取り直すことになり同期断になるため
である。また、従来技術（２）は全断後に運用状態の自
動的復旧を目的としたものであり、同期状態の保持を考
慮していない。

【００１４】第２の問題点は、無線通信におけるフェー
ジングや、衛星通信での降雨減衰等、電源瞬断以外にも
無線回線での同期制御に瞬断が生じることがあるが、こ
れらは対象としていない。

【００１５】尚、衛星通信の場合等で信頼性確保のため
基準局をサイトダイバーシティとした二重化構成のシス
テムも考えられるが、無線通信における各中継局を二重
化するのはシステムコストが増大することになる。

【００１６】従って、本発明の目的は、運用中に基準局
で電源瞬断または同期制御の瞬断等が生じた場合、各一
般局は前状態のタイミングを保持したまま動作し、基準
局は復旧時に、一般局が送信するタイミングを監視して
基準局同期信号の送出タイミングを合わせ込むことによ
り、一般局の再接続の迅速化を図る同期制御方式を提供
することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による同期制御回路は、次のような特徴的な
構成を採用している。

【００１８】（１）基準局と複数の一般局とで構成さ
れ、前記基準局が前記一般局に対して同期制御を行うＴ
ＤＭＡ通信システムの同期制御方式において、前記基準
局が電源瞬断を検出したとき、基準局同期バーストを一
時的に中断して前記一般局の同期制御を停止し、前記一
般局は、前記基準局同期バーストの断を検出すると、前
記基準局が正常時の制御タイミングを保持して通信を継
続する同期制御方式。

【００１９】（２）前記基準局の前記電源瞬断が復旧す
ると、前記一般局が送出するバースト信号を受信して送
信タイミングを監視し、該タイミングに合わせて前記基
準局同期バーストを送出することにより同期を継続する
上記（１）の同期制御方式。

【００２０】（３）前記基準局で同期制御に異常が検出
されたとき、前記基準局同期バーストを一時的に中断す
る上記（１）又は（２）の同期制御方式。

【００２１】（４）前記基準局及び前記一般局には夫々
ＲＦ回路を備え、無線回線を用いて同期制御を行う上記
（１）、（２）又は（３）の同期制御方式。

【００２２】（５）前記基準局及び前記一般局は、通信
衛星等回線を介して同期制御を行う上記（１）、
（２）、（３）又は（４）の同期制御方式。

【００２３】（６）前記基準局には、衛星のドプラー変
動を補正する衛星変動測定部を有する上記（５）の同期
制御方式。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による同期制御方式
の好適実施形態例の構成及び動作を添付図１乃至図３を
参照して詳細に説明する。

【００２５】図１は、本発明の同期制御方式の第１実施
形態例のブロック図である。この同期制御方式は、基準
局１０と一般局２０とより構成される（尚、一般局は、
複数局のうちの１局のみを図示する）。基準局１０は、
基準フレームカウンタ１１、基準局同期バースト発生回
路１２、送信停止回路１３、瞬断検出回路１４、バース
ト監視回路１５、位相誤差測定回路１６及び一般局遅延
情報回路１７で構成される。また、一般局２０は、断検
出回路２１、遅延量制御回路２２、位置補正回路２３、
加算回路２４及び固定遅延回路２５で構成される。

【００２６】次に、図１に示す同期制御方式の動作を説
明する。基準局１０は、システムの時間基準として、基
準フレームカウンタ１１で生成するＴＤＭＡフレーム周
期の基準局同期バースト１２を常に送信する。一般局２
０は、基準局同期バースト中のユニークワードを検出し
て受信フレーム同期を確立する。そして、基準局１０の
同期バースト１２に含まれる遅延情報を取り込み、遅延
制御量２２として位置誤差補正２３のために、設置され
る局固有の固定遅延２５と加算器２４で加算された後、
送信タイミングとして制御され、このタイミングで一般
局バーストが送信される。

【００２７】基準局１０では、バースト監視１５で一般
局バーストを監視し、位置誤差測定１６を行う。そし
て、位置誤差を各局毎に平均化し、正規位置になるよう
に一般局遅延情報１７を基準局同期バースト１２で送信
して、送信バースト同期を確立させる。基準局１０で電
源瞬断または同期制御異常を瞬断検出１４で検出した場
合、異常動作で各一般局２０が追随しないように一時的
に基準局同期バーストを送信停止１３する。このとき、
一般局２０は断検出２１で基準局同期バーストの断を検
出して位置補正２３をホールドし、送信タイミング及び
システムクロック同期を保持する。

【００２８】すなわち、クロックはフリーラン状態とな
り、システム構成及びクロックの安定度にも依るが、分
オーダーでシステム保持は可能である。その間に基準局
１０で瞬断が復旧したとき、基準局１０は一般局バース
トの送信タイミングを基に基準局同期バーストのタイミ
ングを補正する。つまり、独自のタイミングで送出する
のではなく、瞬断前に一般局２０に送出していたタイミ
ングに合わせ込んだ形で基準局同期バーストを送出す
る。これにより、従来のシステム全断を回避することが
できる。尚、復旧に時間を要する場合など、無制御状態
は好ましくないのでタイマーを設けて基準局同期バース
ト内のメッセージで各一般局の送信停止を行う。

【００２９】次に、図２を参照して、本発明の同期制御
方式の第２実施形態例を説明する。この形態例は、図１
の同期制御方式と類似するので、対応する構成素子には
類似参照符号を使用する。図２の同期制御方式は、無線
回線を介して基準局１０’と複数の一般局２０’とが接
続されている点を特徴とする。その為に、基準局１０’
と一般局２０’とに夫々無線回路（送受信回路）である
ＲＦ１９、２９を有する点で、図１の同期制御方式と相
違する。他は同じであるので、詳細説明は省略する。

【００３０】図３は、（静止）衛星通信に本発明の同期
制御方式を適用する場合の実施形態例である。この場合
にも、基準局１０”と一般局２０”とを有する。一般局
２０”は、図２の一般局２０’と同様構成である。しか
し、基準局１０”は、衛星３０のドプラー変動が加わる
為に、衛星変動測定回路１８Ａと加算回路１８Ｂとを設
け、基準局同期バーストを自局で折返して衛星変動測定
回路１８Ａで衛星変動測定を行い、衛星変動分を加算回
路１８Ｂで一般局遅延情報１７に加算して基準局バース
ト１２を制御するよう構成している。衛星の場合も、低
レートで短時間（例えば数１０秒程度）であればシステ
ム保持は十分可能である。

【００３１】以上、本発明の同期制御方式のいくつかの
実施形態例を詳述した。しかし、本発明は斯る特定実施
形態例のみに限定するべきではなく、種々の変形変更が
可能であることが当業者には容易に理解できよう。

【００３２】

【発明の効果】 上述した本発明によれば、次のような
顕著な効果が得られる。すなわち、従来であればシステ
ム全断に至る電源瞬断等が基準局で発生した場合でもこ
れを回避でき、回線を継続してシステムの信頼性を向上
できるということである。その理由は、基準局で瞬断が
生じたとき基準局同期バーストを一時的に停止して一般
局の制御を中断し、一般局は基準局同期バーストの断を
検出して前状態のままでタイミングを保持して通信を継
続する。基準局ではさらに瞬断復旧時に、各一般局が送
出するバースト信号を受信して送信タイミングを監視
し、そのシステムタイミングに合わせて基準局同期バー
ストを送出するからである。結果的に、瞬断前にシステ
ムタイミングを一般局に指示しておき、瞬断復旧後に一
般局からそのタイミングを引き継ぐものである。ある程
度の瞬断時間であれば十分な効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による同期制御方式の第１実施形態例を
示すブロック図である。

【図２】本発明による同期制御方式の第２実施形態例を
示すブロック図である。

【図３】本発明による同期制御方式の第３実施形態例を
示すブロック図である。

【図４】従来のＴＤＭＡ通信における一般局の同期制御
回路のブロック図である。

【図５】従来の衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１０、１０’、１０” 基準局 １２ 基準局バースト発生回路 １３ バースト送信停止回路 １５ バースト監視回路 １８Ａ 衛星変動測定回路 １９、２９ ＲＦ回路 ２０、２０’、２０” 一般局 ２１ バースト断検出回路 ３０ 信衛星

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準局と複数の一般局とで構成され、前記
   基準局が前記一般局に対して同期制御を行うＴＤＭＡ通
   信システムの同期制御方式において、前記基準局が電源
   瞬断を検出したとき、基準局同期バーストを一時的に中
   断して前記一般局の同期制御を停止し、前記一般局は、
   前記基準局同期バーストの断を検出すると、前記基準局
   が正常時の制御タイミングを保持して通信を継続するこ
   とを特徴とする同期制御方式。
2. 【請求項２】前記基準局の前記電源瞬断が復旧すると、
   前記一般局が送出するバースト信号を受信して送信タイ
   ミングを監視し、該タイミングに合わせて前記基準局同
   期バーストを送出することにより同期を継続することを
   特徴とする請求項１に記載の同期制御方式。
3. 【請求項３】前記基準局で同期制御に異常が検出された
   とき、前記基準局同期バーストを一時的に中断すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の同期制御方式。
4. 【請求項４】前記基準局及び前記一般局には夫々ＲＦ回
   路を備え、無線回線を用いて同期制御を行うことを特徴
   とする請求項１、２又は３に記載の同期制御方式。
5. 【請求項５】前記基準局及び前記一般局は、通信衛星等
   回線を介して同期制御を行うことを特徴とする請求項
   １、２、３又は４に記載の同期制御方式。
6. 【請求項６】前記基準局には、衛星のドプラー変動を補
   正する衛星変動測定部を有することを特徴とする請求項
   ５に記載の同期制御方式。